CZ27656U1 - Válcová zkušební stanice pro motorová vozidla - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká válcové zkušební stanice určené pro zatěžování motoru motorových vozidel.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou k zatěžování motoru motorových vozidel používány zkušební stanice, které zahrnují zkušební hmotný válec, po kterém se odvalují motorem hnaná kola motorového vozidla. Hmotný válec je propojen s retardérem, který bržděním odebírá energii ze soustavy hmotného válce a hnaného kola, přičemž je míra brždění programově řízena. Zkušební stanice vyžadují chlazení motoru a retardéru. Míra zatížení je sledována pomocí dynamometrů a dalších vhodně zvolených snímačů, podle jejichž výsledků se navozené podmínky upravují a výsledky zkoušky se zaznamenávají.

Nevýhody řešení spočívají v nutnosti zajistit chlazení motoru i retardéru. Dále nevýhody spočívají v tom, že retardér musí obsahovat brzdy, které zvyšují váhu celé zkušební stanice, brzdy retardéru jsou zpravidla elektromagnetické, aby se bránilo tření provázenému odpadním teplem, takže se musejí zkušební stanice připojovat ke zdroji elektrického napětí. V průběhu brždění retardérem s mechanickými brzdami se produkuje teplo, které se musí odvádět mimo stanici chladícím okruhem. V průběhu testu se motor vozidla zahřívá, přičemž není chlazen proudícím vzduchem, tak jak bylo při konstruování motorového vozidla zamýšleno, protože motorové vozidlo setrvává na místě. Rovněž třecí síla působící mezi pneumatikou a pláštěm hmotného válce způsobuje zahřívání pneumatiky, která se opotřebovává a pneumatika se může trvale poškodit. Používané chladící okruhy opět zkušební stanici konstrukčně komplikují a zkušební stanice není transportovatelná.

Úkolem vynálezu je vytvoření válcové zkušební stanice, která by odstraňovala výše uvedené nevýhody a která by měla jednoduchou a transportovatelnou konstrukci.

Podstata technického řešení

Vytčený úkol je vyřešen pomocí válcové zkušební stanice vytvořené podle tohoto technického řešení.

Válcová zkušební stanice pro motorová vozidla zahrnuje alespoň jeden hmotný válec. Hmotný válec slouží pro odvalování alespoň jednoho hnaného kola motorového vozidla poháněného motorem. Dále zahrnuje alespoň jeden brzdný prostředek, alespoň jeden chladící prostředek pro chlazení součástí motorového vozidla a alespoň jeden snímací prostředek pro sledování a záznam parametrů a výsledků realizované zkoušky.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že brzdný prostředek je tvořen alespoň jedním ventilátorem propojeným s hmotným válcem pomocí alespoň jednoho převodu pro přenos rotačního pohybu z hmotného válce na ventilátor. Odpor vzduchu, který je kladen rotujícím lopatkám ventilátoru, je proměnlivý v závislosti na rychlosti otáčení lopatek ventilátoru.

V jiném výhodném provedení válcové zkušební stanice podle tohoto technického řešení jsou vytvořeny dva převody mezi hmotným válcem a ventilátorem se vzájemně odlišným převodovým poměrem, přičemž oba převody jsou dorychla a jsou přepínatelné pomocí spojky opatřené pákou volby převodu. Převod s nižším převodovým poměrem simuluje jízdu vozidla s řidičem na silnici a převod s vyšší převodovým poměrem zvětšuje zatížení v extrémních případech.

V dalším jiném výhodném provedení válcové zkušební stanice podle tohoto technického řešení je tvořen každý z převodů řetězovým kolem uspořádaným na ose rotace hmotného válce, řetězovým kolem uspořádaným na ose rotace ventilátoru a hnacím řetězem. Řetězová kola a hnací řetěz mají vyšší spolehlivost, než hladké řemenice, které mohou při náhlé změně otáček prokluzovat.

-1 CZ 27656 U1

V dalším jiném výhodném provedení válcové zkušební stanice podle tohoto technického řešení je ventilátor radiální. To znamená, že sání vzduchuje rovnoběžné s osou rotace ventilátoru, zatímco výstup vzduchu je kolmo k ose rotace ventilátoru. Radiální ventilátor lze snadněji zapracovat do stanice. Hmotný válec a ventilátor jsou rovnoběžně uspořádány ve společné skříni, přičemž hmotný válec ze skříně částečně vystupuje pro kontakt s hnaným kolem motorového vozidla. Skříň chrání obsluhu stanice před zraněním, neboť se jedná o stroj pracující ve vysokých otáčkách, které jsou na pracovištích nejnebezpečnější. Skříň také usměrňuje hnaný vzduch, proto je celá opláštěná, až na část povrchu hmotného válce, kam se přikládá hnané kolo vozidla. Kolmo k ose rotace ventilátoru je ve skříni vytvořen alespoň jeden nasávací otvor a dále je ve skříni vytvořen alespoň jeden výstup vzduchu.

V dalším jiném výhodném provedení válcové zkušební stanice podle tohoto technického řešení je výstupní vzduch z ventilátoru veden alespoň jedním potrubím připojeným jedním svým koncem na alespoň jednom výstupu vzduchu a druhým svým koncem vyústěným na motor motorového vozidla. Současně je výstupní vzduch z ventilátoru veden alespoň jedním vzduchovým kanálem k pneumatice hnaného kola vozidla. Válcová zkušební stanice nepotřebuje externí chladící prostředky, neboť proud vzduchu z ventilátoru je schopen dostatečně chladit motor i pneumatiku vozidla. Tím je celá stanice konstrukčně jednodušší a má nižší náklady na zhotovení.

V dalším jiném výhodném provedení válcové zkušební stanice podle tohoto technického řešení je snímací prostředek tvořen alespoň jedním zařízením ze skupiny otáčkoměr hmotného válce, infrateploměr pro měření teploty pneumatiky hnaného kola vozidla, infrateploměr pro měření teploty motoru, otáčkoměr motoru vozidla, čidlo pro měření teploty nasávaného vzduchu. Snímací prostředky sledují určité parametry zkoušky a zajištují bezpečnost prováděné zkoušky. Rovněž je třeba zaznamenat výsledky měření provedených při zkoušce.

V dalším jiném výhodném provedení válcové zkušební stanice podle tohoto technického řešení je válcová zkušební stanice opatřena dvěma hmotnými válci pro provádění zkoušky výkonu motoru v zatížení u dvoustopých motorových vozidel. I automobily, které nemají pouze pasivní chlazení motoru jako motocykly, je dobré v průběhu zkoušek dochlazovat.

Mezi výhody válcové zkušební stanice podle technického řešení se řadí možnost rychlého získání výkonových parametrů na klikovém hřídeli motoru, tj. průběhu kroutícího momentu a výkonu v závislosti na otáčkách motoru.

Mezi výhody válcové zkušební stanice podle technického řešení se rovněž řadí jednoduchá konstrukce vhodná pro mobilní zkušební stanice, šetrné provádění zkoušky s ochlazováním motorového vozidla, přičemž je využit ke chlazení rozprouděný vzduch z ventilátoru a možnost úpravy parametrů zkoušky díky přepínatelným převodům.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí výkresů, na nichž znázorňuje obr. 1 axonometrický pohled na jednostopé motorové vozidlo ustavené na válcové zkušební stanici, obr. 2 znázorňuje detailní pohled na převod s nižším převodovým poměrem mezi hmotným válcem a ventilátorem, obr. 3 znázorňuje detailní pohled na převod s vyšším převodovým poměrem mezi hmotným válcem a ventilátorem, obr. 4 schematicky ilustruje zkušební válcovou stanici pro jednostopé vozidlo a obr. 5 schematicky ilustruje zkušební válcovou stanici pro dvoustopá vozidla.

Příklad uskutečnění technického řešení

Rozumí se, že jednotlivá uskutečnění technického řešení jsou představována pro ilustraci, nikoli jako omezení technického řešení na výčet zde uvedených příkladů provedení. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování mnoho ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.

-2CZ 27656 U1

Na obr. 1 je vyobrazena válcová zkušební stanice 1 pro jednostopá motorová vozidla 2. Na válcové zkušební stanici 1 se zatěžuje motor 5 motorového vozidla 2. Válcová zkušební stanice 1 zahrnuje hmotný válec 3, který je vyroben z oceli. Jeho hmotnost je soustředěna k jeho obvodu pro ovlivnění výsledné hodnoty momentu setrvačnosti hmotného válce 3.

Pro zatěžování motorového vozidla 2 je válcová zkušební stanice 1 opatřena radiálním ventilátorem 7. Ventilátor 7 je ukryt v plechovém plášti skříně 15 válcové zkušební stanice 1. V plášti skříně 15 se nacházejí dva nasávací otvory 16 pro nasávání vzduchu k lopatkám ventilátoru 7 a dva výstupy vzduchu 18, kterými odchází proudící vzduch od ventilátoru 7. Nasávací otvory 16 leží v ose rotace ventilátoru 7 a výstup 17 vzduchu se nachází kolmo k ose rotace ventilátoru 7.

Na hmotný válec 3 dosedá a je přitlačeno hnané kolo 4 motorového vozidla 2. Síla motoru 5 je přenášena na hnané kolo vozidla 4, které roztáčí hmotný válec 3. Hnané kolo 4 má plášť tvořený pneumatikou. Mezi hnaným kolem 4 a hmotným válcem 3 se uvolňuje teplo jako doprovodný efekt přítomného tření. Pro ochlazování pneumatiky hnaného kola 4 je od ventilátoru 7 veden vzduchový kanál 19, kterým vzduch proudí na pneumatiku hnaného kola 4 a hmotný válec 3. Vzduchový kanál 19 je tvořen otvorem v plášti skříně 15 válcové zkušební stanice L Pro sledování míry ohřevu hnaného kola 4 je u jeho styku s hmotným válcem 3 instalován snímací prostředek 6 tvořený infrateploměrem.

Protože při stání motorového vozidla 2 na místě nedochází k řádnému chlazení motoru 5, je chlazení realizováno dvěma potrubími 18, která jsou nasazena na dva výstupy 17 vzduchu a nasměrována druhým koncem na motor 5.

Ventilátor 7 je propojen s hmotným válcem 3 dvěma rozdílnými převody 8 a 9, které jsou přepínatelné tak, aby vždy sílu z hmotného válce 3 přenášel na ventilátor 7 pouze jeden z nich. Přepínám mezi převody 8 a 9 zajišťuje spojka 10.

Na obr. 2 je detailní vyobrazení převodu s nižším převodovým poměrem 8, který zahrnuje řetězové kolo 12 uložené na ose otáčení hmotného válce 3, řetězové kolo 13 uložené na ose otáčení ventilátoru 7 a hnací řetěz 14 nasazený na obě řetězová kola 12 a 13. Rozdíl mezi průměry obou řetězových kol 12 a 13 je malý, a proto rychlost otáčení ventilátoru 7 je pouze o něco vyšší než rychlost otáčení hmotného válce 3.

Na obr. 3 je detailní vyobrazení převodu s vyšším převodovým poměrem 9, který zahrnuje řetězové kolo 12 uložené na ose otáčení hmotného válce 3, řetězové kolo 13 uložené na ose otáčení ventilátoru 7 a hnací řetěz 14 nasazený na obě řetězová kola 12 a 13. Rozdíl mezi průměry obou řetězových kol 12 a 13 je velký, a proto rychlost otáčení ventilátoru 7 je mnohem vyšší než rychlost otáčení hmotného válce 3. Na ose rotace hmotného válce 3 je spojka 10, která se ovládá pákou 11 volby převodu. Jednoduchým polohováním páky 11 je aktivován buď převod dorychla 9, nebo převod dopomala 8.

Převod s nižším převodovým poměrem 8 a převod s vyšším převodovým poměrem 9 jsou umístěny na protilehlých stranách - podstavách - hmotného válce 3 a ventilátoru 7. V jiném nevyobrazeném řešení mohou být umístěny na jedné společné straně hmotného válce 3 - u jedné podstavy.

Na obr. 4 je vyobrazeno schéma propojení hmotného válce 3 s ventilátorem 7 pro jednostopé motorové vozidlo 2. Na obr. 5 je schematické vyobrazení pro zapojení dvou hmotných válců 3 pro dvoustopá motorová vozidla 2.

Průmyslová využitelnost

Válcová zkušební stanice podle technického řešení nalezne uplatnění v servisních střediscích motorových vozidel, ve stanicích technické kontroly motorových vozidel a u mobilních stanic technické kontroly provozovaných dopravní policií.

Claims (10)

1. Válcová zkušební stanice (1) pro motorová vozidla (2) zahrnující alespoň jeden hmotný válec (3) pro odvalování alespoň jednoho hnaného kola (4) motorového vozidla (2) poháněného motorem (5), alespoň jeden brzdný prostředek, alespoň jeden chladící prostředek pro chlazení součástí motorového vozidla (2) v průběhu zkoušky, a alespoň jeden snímací prostředek (6) pro sledování a záznam parametrů a výsledků zkoušky, vyznačující se tím, že brzdný prostředek je tvořen alespoň jedním ventilátorem (7) propojeným s hmotným válcem (3) pomocí alespoň jednoho převodu pro přenos rotačního pohybu z hmotného válce (3) na ventilátor (7).

2. Válcová zkušební stanice podle nároku 1, vyznačující se tím, že převody jsou vytvořeny dva se vzájemně odlišným převodovým poměrem, přičemž převod s nižším převodovým poměrem (8) a převod s vyšším převodovým poměrem (9) jsou přepínatelné pomocí spojky (10) opatřené pákou (11) volby převodu.

3. Válcová zkušební stanice podle nároku 2, vyznačující se tím, že každý z převodů (8, 9) je tvořen řetězovým kolem (12) uspořádaným na ose rotace hmotného válce (3), řetězovým kolem (13) uspořádaným na ose rotace ventilátoru (7) a hnacím řetězem (14).

4. Válcová zkušební stanice podle nároku 3, vyznačující se tím, že v obou převodech (8) a (9) mají řetězová kola (12) hmotného válce (3) větší průměr než je průměr řetězových kol (13) ventilátoru (7).

5. Válcová zkušební stanice podle alespoň některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že ventilátor (7) je radiální, hmotný válec (3) a ventilátor (7) jsou rovnoběžně uspořádány ve společné skříni (15), přičemž hmotný válec (3) ze skříně (15) částečně vystupuje pro kontakt s hnaným kolem (4) motorového vozidla (2) a kolmo k ose rotace ventilátoru (7) je ve skříni (15) vytvořen alespoň jeden nasávací otvor (16) a dále je ve skříni (15) vytvořen alespoň jeden výstup (17) vzduchu.

6. Válcová zkušební stanice podle nároku 5, vyznačující se tím, že chladící prostředek je tvořen alespoň jedním potrubím (18) připojeným jedním svým koncem na alespoň jednom výstupu (17) vzduchu, a druhým svým koncem vyústěným na motor (5) motorového vozidla (2).

7. Válcová zkušební stanice podle nároku 6, vyznačující se tím, že chladící prostředek je dále tvořen alespoň jedním vzduchovým kanálem (19) pro vedení vzduchu, jehož vstup je uspořádán u ventilátoru (7) a výstup je uspořádán u hnaného kola (4).

8. Válcová zkušební stanice podle alespoň některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že snímací prostředek (6) je tvořen alespoň jedním zařízením ze skupiny otáčkoměr hmotného válce (3), infrateploměr pro měření teploty pneumatiky hnaného kola (4) vozidla (2), infřateploměr pro měření teploty motoru (5), otáčkoměr motoru (5) vozidla (2), čidlo pro měření teploty nasávaného vzduchu.

9. Válcová zkušební stanice podle nároku 8, vyznačující se tím, že infrateploměr pro měření teploty pneumatiky hnaného kola (4) vozidla (2) je uspořádán u hmotného válce (3).

10. Válcová zkušební stanice podle alespoň některého z nároků laž9, vyznačující se tím, že je opatřena dvěma hmotnými válci (3) pro provádění zkoušky výkonu motoru (5) v zatížení u dvoustopých motorových vozidel (2).